(57)【要約】【課題】シグナル−ノイズ比を低下させずに検出対象に効率よく超音波信号を送受信して、分解能を向上する超音波診断装置およびその駆動方法を提供する。【解決手段】被検体に向けて送信された超音波信号に応じて前記被検体から反射された信号を受信し、受信された信号に基づいて前記被検体の断層像を生成する超音波診断装置に関し、複数のチャンネルを有し、各チャンネルごとに超音波信号を送受信する送受信手段と、チャンネルの数よりも多くの数の振動子が一方の方向に配列されたリニア型あるいはコンベックス型探触子とを有し、探触子において、振動子は配列方向に対して非連続的にチャンネルと接続され、チャンネルと接続された振動子の一方の端部から他方の端部までの開口領域の振動子の数はチャンネルの数よりも多く設定されている。【選択図】図４
2005168806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に向けて送信された超音波信号に応じて前記被検体から反射された信号を受信し、受信された信号に基づいて前記被検体の断層像を生成する超音波診断装置であって、
複数のチャンネルが、前記各チャンネルごとに超音波信号を送受信する送受信手段と、
前記チャンネルの数よりも多くの数の振動子が一方の方向に配列されたリニア型あるいはコンベックス型探触子と
を有し、
前記探触子において、配列方向に対して非連続的に前記チャンネルと前記振動子が接続され、前記チャンネルと接続された一方の端部から他方の端部までの開口領域の前記振動子の数は前記チャンネルの数よりも多く設定されている
超音波診断装置。
【請求項２】
前記探触子において、前記振動子は、前記開口領域の中央部近傍において配列方向に連続して前記チャンネルと接続され、前記開口部領域の端部近傍において配列方向に非連続前記チャンネルと接続されている
請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記探触子において、前記振動子が前記開口領域の中心に対して左右対象になるように前記チャンネルと接続されている
請求項２記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記探触子において、第ｎ回目の送受信において第ｎの振動子が前記チャンネルと接続されているとき、第ｎ＋１回目の送受信において前記第ｎの振動子と走査方向に隣接する前記振動子が前記チャンネルと接続される
請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記探触子において、複数回の送受信によって前記探触子の前記開口領域を走査方向に沿って前記探触子の一方の端部から他方の端部に移動させて、前記開口領域の中心が、前記探触子の一方の端部から前記チャンネルの数に対応する前記振動子が配列された第１の領域よりも前記探触子の他方の端部側に位置付けられたとき、前記第１の領域を除く前記開口領域の中心よりも前記一方の端部側に位置する前記振動子は前記チャンネルに接続されている
請求項１〜４のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項６】
被検体に向けて送信された超音波信号に応じて前記被検体から反射された信号を受信し、受信された信号に基づいて前記被検体の断層像を生成する超音波診断装置であって、
複数のチャンネルが、前記各チャンネルごとに超音波信号を送受信する送受信手段と、
前記チャンネルの数よりも多くの数の振動子が２次元に配列された探触子と
を有し、
前記探触子において、一方の配列方向に対して非連続的に前記チャンネルと前記振動子が接続され、各列における前記振動子と前記チャンネルとの接続パターンが隣接する前記振動子の列と異なるように前記振動子と前記チャンネルとが接続されている
超音波診断装置。
【請求項７】
前記探触子において、前記振動子は前記探触子の中央の列よりもその周辺部の列が少なくなるように前記チャンネルと接続される
請求項６記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記探触子において、前記探触子の中央の列における前記チャンネルと接続された前記振動子の一方の端部から他方の端部までの開口領域はその周辺部の列における前記開口領域よりも広い領域に設定される
請求項６記載の超音波診断装置。
【請求項９】
チャンネルごとに超音波信号を送受信する送受信手段と、前記チャンネルの数よりも多くの数の振動子が一方の方向に配列され、前記振動子はスイッチを介して前記チャンネルと接続可能なリニア型あるいはコンベックス型の探触子とを有する超音波診断装置の駆動方法であって、
前記送受信手段のチャンネルに接続する前記振動子を選択し、選択された前記振動子と前記チャンネルとを接続して被検体に向けて送信された超音波信号に応じて反射された信号を受信するステップと、
受信された信号に基づいて前記被検体の断層像を生成するステップと
を有し、
前記送受信ステップにおいて、前記チャンネルと接続された前記振動子の一方の端部から他方の端部までの開口領域における前記振動子の数が前記チャンネルの数よりも多くなるように前記チャンネルと接続する前記振動子を配列方向に非連続的に選択する
駆動方法。
【請求項１０】
前記送受信ステップにおいて、前記チャンネルと接続する前記振動子を前記開口領域の中央部近傍において配列方向に連続して選択し、前記開口部領域の端部近傍において配列方向に非連続に選択する
請求項９記載の駆動方法。
【請求項１１】
前記送受信ステップにおいて、前記振動子と前記チャンネルとの接続パターンが前記開口領域の中心に対して左右対象になるように前記振動子を選択する
請求項９記載の駆動方法。
【請求項１２】
前記送受信ステップにおいて、第ｎ回目の送受信において第ｎの振動子を前記チャンネルと接続するとき、第ｎ＋１回目の送受信において前記第ｎの振動子と走査方向に隣接する前記振動子を選択して前記チャンネルと接続する
請求項９記載の駆動方法。
【請求項１３】
前記送受信ステップにおいて、前記探触子の前記開口領域を走査方向に沿って前記探触子の一方の端部から他方の端部に移動しながら送受信を行い、前記開口領域の中心が、前記探触子の前記一方の端部から前記チャンネルの数に対応する前記振動子が配列された第１の領域よりも前記探触子の他方の端部側に位置づけられたとき、前記第１の領域を除く前記開口領域の中心よりも前記一方の端部側に位置する前記振動子を前記チャンネルに接続する
請求項９〜１２のいずれかに記載の駆動方法。
【請求項１４】
各チャンネルごとに超音波信号を送受信する送受信手段と、前記チャンネルの数よりも多くの数の振動子が２次元方向に配列され、スイッチを介して前記送受信手段と接続可能な探触子とを有する超音波診断装置の駆動方法であって、
前記送受信手段のチャンネルに接続する前記振動子を選択し、選択された前記振動子と前記チャンネルとを接続して、被検体に向けて送信された超音波信号に応じて反射された信号を受信するステップと、
受信された信号に基づいて前記被検体の断層像を生成するステップと
を有し、
前記送受信ステップにおいて、前記探触子の一方の配列方向に対して非連続的に前記振動子と前記チャンネルとを接続し、前記探触子の各列における前記チャンネルと前記振動子との接続パターンをそれぞれ異なるように前記振動子を選択する
駆動方法。
【請求項１５】
前記送受信ステップにおいて、前記探触子の中央の列よりもその周辺部の列が少なくなるように、前記チャンネルと接続する前記振動子を選択する
請求項１４記載の駆動方法。
【請求項１６】
前記送受信ステップにおいて、前記探触子の中央の列における前記チャンネルと接続された前記振動子の一方の端部から他方の端部までの開口領域を、その周辺部の列における前記開口領域よりも広い領域に設定する
請求項１４記載の駆動方法。
【請求項１７】
前記送受信ステップにおいて、前記探触子の前記開口領域を走査方向に沿って前記探触子の一方の端部から他方の端部に移動しながら送受信を行い、前記開口領域の中心が、前記探触子の前記一方の端部から前記チャンネルの数に対応する前記振動子が配列された第１の領域よりも前記探触子の他方の端部側に位置づけられたとき、前記第１の領域を除く前記開口領域の中心よりも前記一方の端部側に位置する前記振動子を前記チャンネルに接続する
請求項１４記載の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置およびその駆動方法に関し、特に、送受信部のチャンネル数よりも多くの振動子を有する探触子を具備する超音波診断装置およびその駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
撮影対象の所定の領域を超音波で走査して、撮影対象の画像を生成する装置として超音波診断装置がある。このような超音波診断装置は、撮影対象に負担を与えることなく走査および画像生成ができるので注目を集めている。
【０００３】
超音波診断装置により生成される画像は、装置の本体における送受信チャンネルの数と探触子の振動子の数に依存するところが大きい。つまり、送受信チャンネルの数は振動子の数に対応させて、振動子は幅を小さくして数を多くするほど、走査線密度が高くなり、生成される画像の精度が向上する。以下、探触子をプローブと、振動子をエレメントとも称する。
【０００４】
エレメントを１次元に配列したリニアプローブあるいはコンベックスプローブにおいて、多くのエレメントを有するプローブの開発が行われてきた。それに対し、各エレメントに超音波信号を送受信するチャンネルを有する送受信回路に関しては、超音波診断装置の大きさの制約などから容易にチャンネル数を増やすことができない。そのため、たとえば、３２または４８チャンネルの送受信回路に対し、１２８から１９２個のエレメントを有するプローブなどが開発されている。
上記のようなプローブを有する超音波診断装置は、隣り合うエレメントがそれぞれ異なる送受信チャンネルに接続され、送受信チャンネルによって駆動するエレメントを順に移動させることによってリニア走査やコンベックス走査を行っている（たとえば、非特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、リニア走査あるいはコンベックス走査においてＢモードコンパウンドを行う際、上記のように駆動するエレメントを連続させ、開口が狭くなると、メインビームが広がってしまう可能性がある。また、送受信するエレメントの領域を広げようと所定の間隔を隔てたエレメントと送受信チャンネルとを接続し、駆動するとグレーティングローブを発生する可能性がある。
一方、エレメントを２次元に配列したアクティブマトリックスアレイ（Ａｃｔｉｖｅ
Ｍａｔｒｉｘ  Ａｒｒａｙ、以下、ＡＭＡとも称する）プローブは１２８チャンネル以上の送受信回路を有する超音波診断装置に開発されているが、普及機は６４チャンネル程度の送受信回路が一般的である。
さらに、持ち運び可能な超音波診断装置のように、大きさや重さの点で送受信チャンネルを容易に増やせないという課題もある。
【非特許文献１】社団法人日本電子機械工業会編「医用超音波機器ハンドブック」コロナ社、１９９７年１月２０日改訂版第１版発行、第９４頁図３．５９、第９７頁図３．６４、第１０２頁図３．７６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シグナル−ノイズ比を低下させずに検出対象に効率よく超音波信号を送受信し、分解能を向上させる超音波診断装置およびその駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、上記の本発明の超音波診断装置は、被検体に向けて送信された超音波信号に応じて被検体から反射された信号を受信し、受信された信号に基づいて被検体の断層像を生成する超音波診断装置であって、複数のチャンネルが、各チャンネルごとに超音波信号を送受信する送受信手段と、チャンネルの数よりも多くの数の振動子が一方の方向に配列されたリニア型あるいはコンベックス型探触子とを有し、前記探触子において、配列方向に対して非連続的に前記チャンネルと振動子が接続され、チャンネルと接続された振動子の一方の端部から他方の端部までの開口領域の振動子の数はチャンネルの数よりも多く設定されている。
【０００８】
本発明の超音波診断装置によれば、リニア型あるいはコンベックス型の探触子において、振動子とチャンネルとの接続を配列方向に対して非連続にする。その結果、探触子の開口領域が広くなる。
【０００９】
上記目的を達成するため、上記の本発明の超音波診断装置は、被検体に向けて送信された超音波信号に応じて被検体から反射された信号を受信し、受信された信号に基づいて被検体の断層像を生成する超音波診断装置であって、複数のチャンネルが、各チャンネルごとに超音波信号を送受信する送受信手段と、チャンネルの数よりも多くの数の振動子が２次元に配列された探触子とを有し、探触子において、一方の配列方向に対して非連続的にチャンネルと振動子が接続され、各列における振動子とチャンネルとの接続パターンを隣接する振動子の列と異なるように振動子とチャンネルとが接続されている。
【００１０】
本発明の超音波診断装置によれば、振動子を２次元に配列した探触子において、振動子とチャンネルとの接続を一方の配列方向に対して非連続に配置する。また、他方の配列方向に対しては、振動子とチャンネルとの接続パターンがそれぞれ異なるように配置する。その結果、探触子の開口領域が広くなる。
【００１１】
上記目的を達成するため、上記の本発明の駆動方法は、チャンネルごとに超音波信号を送受信する送受信手段と、チャンネルの数よりも多くの数の振動子が一方の方向に配列され、振動子はスイッチを介してチャンネルと接続可能なリニア型あるいはコンベックス型の探触子とを有する超音波診断装置の駆動方法であって、送受信手段のチャンネルに接続する振動子を選択し、選択された振動子とチャンネルとを接続して被検体に向けて送信された超音波信号に応じて反射された信号を受信するステップと、受信された信号に基づいて被検体の断層像を生成するステップとを有し、送受信ステップにおいて、チャンネルと接続された振動子の一方の端部から他方の端部までの開口領域における振動子の数がチャンネルの数よりも多くなるようにチャンネルと接続する振動子を配列方向に非連続的に選択する。
【００１２】
本発明の駆動方法によれば、送受信手段のチャンネルに接続する振動子を選択し、選択された振動子とチャンネルとを接続して被検体に向けて送信された超音波信号に応じて反射された信号を受信する。
ここで、チャンネルと接続された振動子の一方の端部から他方の端部までの開口領域における振動子の数がチャンネルの数よりも多くなるようにチャンネルと接続する振動子を配列方向に非連続的に選択する。
次に、受信された信号に基づいて被検体の断層像を生成する。
【００１３】
上記目的を達成するため、上記の本発明の駆動方法は、各チャンネルごとに超音波信号を送受信する送受信手段と、チャンネルの数よりも多くの数の振動子が２次元方向に配列され、スイッチを介して送受信手段と接続可能な探触子とを有する超音波診断装置の駆動方法であって、送受信手段のチャンネルに接続する振動子を選択し、選択された振動子とチャンネルとを接続して、被検体に向けて送信された超音波信号に応じて反射された信号を受信するステップと、受信された信号に基づいて被検体の断層像を生成するステップとを有し、送受信ステップにおいて、探触子の一方の配列方向に対して非連続的に振動子とチャンネルとを接続し、探触子の各列における前記チャンネルと振動子との接続パターンをそれぞれ異なるように振動子を選択する。
【００１４】
本発明の駆動方法によれば、送受信手段のチャンネルに接続する振動子を選択し、選択された振動子とチャンネルとを接続して、被検体に向けて送信された超音波信号に応じて反射された信号を受信する。
ここで、探触子の一方の配列方向に対して非連続的に振動子とチャンネルとを接続し、探触子の各列における前記チャンネルと振動子との接続パターンをそれぞれ異なるように振動子を選択する。
次に、受信された信号に基づいて被検体の断層像を生成する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の超音波診断装置によれば、シグナル−ノイズ比を低下させずに検出対象に効率よく超音波信号を送受信して、分解能を向上することができる。
本発明の駆動方法によれば、シグナル−ノイズ比を低下させずに検出対象に効率よく超音波信号を送受信して、分解能を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
〔第１の実施形態〕
図１は、本実施形態に係る超音波診断装置１を模式的に示す概略ブロック図である。
【００１８】
本実施形態に係る超音波診断装置１は、超音波プローブ２と、本体部３と、表示装置４とを有する。超音波プローブ２と本体部３とは図示が省略されたプローブケーブルによって接続されている。
超音波撮影時においては、たとえば医者が、超音波診断装置１を走査する使用者となる。撮影時には超音波プローブ２は使用者により把持されて、被検体に接触させる。
【００１９】
超音波プローブ２は、後述する本体部３の高圧スイッチ５を介して送受信部６に接続されている。超音波プローブ２は、たとえば、Ｍ個の振動子が一方の方向に配列したリニアアレイを有する。
超音波プローブ２は、高圧スイッチ５を介して送受信部６から出力された電気信号を各振動子により超音波に変換して被検体に送信する。超音波プローブ２は、被検体からの反射波を振動子により電気信号に変換して、高圧スイッチ５を介して送受信部６に出力する。なお、振動子から送信された音線を形成する超音波は、被検体の内部を進行中に、内部組織の音響インピーダンスの差に応じたエコーを発生する。このエコーが超音波振動子アレイによって受信されて電気信号に変換される。ここで、振動子により変換される電気信号および超音波を合わせて超音波信号と称する。
本実施形態において、超音波プローブ２としてリニア型プローブあるいはコンベックス型プローブを用いる。超音波プローブ２は、リニア走査によって均一な視野を走査し、あるいは、コンベックス走査によって広い視野を走査する。本発明の探触子の一実施態様が超音波プローブ２に相当する。
【００２０】
本体部３は、高圧スイッチ５と、送受信部６と、画像処理部７と、記憶部８と、ＣＰＵ（制御部）９と、駆動部１０と、操作コンソール１１とを有する。本体部３は、プローブケーブルを介して入力された電気信号（エコー信号）に基づいて、被検体に関する各種超音波画像を生成する。
本実施形態において、本体部３は、たとえば、エコー信号に基づいて被検体の画像、つまりＢモード画像を生成する。以下、本体部３について説明する。
【００２１】
高圧スイッチ５は、送受信部６と、超音波プローブ２と、制御部９に接続されている。高圧スイッチ５は、たとえば、Ｍ個のスイッチを有する。高圧スイッチ５は、制御部９からの指令に基づいて各スイッチをＯＮ／ＯＦＦされ、送受信部６と超音波プローブ２とを接続する。本発明のスイッチの一実施態様が高圧スイッチ５に相当する。
【００２２】
送受信部６は、高圧スイッチ５と、画像処理部７と、駆動部１０に接続されている。送受信部６は、信号の送信および受信のためのポートである。送受信部６は、たとえば、Ｎ個のチャンネルを有する。ここで、チャンネル数Ｎは、上記の超音波プローブ２における振動子数Ｍより小さい。送受信部６は、超音波プローブ２の駆動のために駆動部１０から出力される駆動信号をプローブケーブルを介して超音波プローブ２に送信する。また、送受信部６は、プローブケーブルを介して超音波プローブ２から受信したエコー信号を画像処理部７に送信する。本発明の送受信手段の一実施態様が送受信部６に相当する。
【００２３】
制御部９は、駆動部１０と、画像処理部７と、記憶部８と、操作コンソール１１に接続されている。
制御部９は、撮影のために超音波プローブ２に超音波を送信させる指令信号を駆動部１０に出力する。また、制御部９は、操作コンソール１１からの操作信号による支持に従って断層像などを表示させる指令信号を画像処理部７に出力する。さらに、制御部９は、操作コンソール１１の指令に基づいて、記憶部８における画像データの保存を制御する。
【００２４】
駆動部１０は、たとえば、電気・電子的な回路を用いて実現される。
駆動部１０は、制御部９からの指令信号に応じた音線が形成されるように超音波プローブ２を駆動する駆動信号を生成し、生成した駆動信号を送受信部６に送信する。
【００２５】
画像処理部７は、送受信部６から送信されるエコー信号に基づいて被検体の画像を生成する。また、画像処理部７は、制御部９からの指令に応じて生成した画像を表示装置４に表示させる。さらに、画像処理部７は、画像データを記憶部８に送信して保存させる。画像処理部７はプログラムなどから構成される。
【００２６】
記憶部８には、半導体メモリやハードディスクドライブなどの各種記憶装置が含まれる。
記憶部８は、画像処理部７から送信される画像データを保存する。また、記憶部８は、超音波診断装置１の操作のためのプログラムや、このプログラムにおいて用いられる音線や撮影対象までの距離などの各種パラメータも記憶する。
【００２７】
操作コンソール１１は、超音波診断装置１の操作のためにオペレータからの操作を受け付ける装置である。操作コンソール１１は、たとえば、キーボードやスイッチなどの入力部からなる。
【００２８】
表示装置４は、本体部３において生成された画像およびその他の撮影データを表示する。表示装置４は、ＣＲＴや液晶表示パネルなどからなる。
【００２９】
次に、本発明に係る超音波診断装置１の動作を図を参照して説明する。
【００３０】
図２は、本実施形態に係る超音波診断装置１の動作を示すフローチャートである。
【００３１】
まず、超音波プローブ２を用いて走査する範囲を設定する（ＳＴ１１）。
使用者は超音波プローブ２を被検体の所定の箇所に位置決めする。このとき、走査範囲が検出対象に対応するように、走査範囲の深さ方向、方位方向および厚み方向が周波数や走査形状などにより設定される。また、少なくとも検出対象が含まれるように走査範囲を設定することが望ましい。
【００３２】
次に、所定の位置に設置された被検体の、ステップＳＴ１１において設定された領域を撮影する（ＳＴ１２）。
使用者は、超音波プローブ２を走査位置に接触するように設置する。また、使用者は、操作コンソール１１を操作して、制御部９を介して駆動部１０に指令を与える。さらに、駆動部１０は制御部９から指令信号を受け、超音波プローブ２の超音波振動子アレイからの超音波の合成波面により所定の音線が形成されるような駆動信号を生成して、送受信部６を介して超音波プローブ２に出力する。駆動部１０は所定の領域の１つの平面（走査面）に複数の音線を形成し、超音波プローブ２はこの複数の音線により走査面を走査する。超音波プローブ２は、被検体の内部から発せられたエコー信号を受信する。上記のステップが、本発明の送受信ステップの一実施形態に相当する。
ここで、上記のステップＳＴ１２における超音波プローブ２への信号の出力ステップは、本発明の超音波診断装置の駆動方法に相当する。詳細は後述する。
【００３３】
送受信部６は、プローブケーブルを介して超音波プローブから受信したエコー信号を画像処理部７に送信する。
送受信部６から画像処理部７に送信されたエコー信号に基づいて、画像処理部７は、各音線の送信により得られるエコー信号の波形の振幅を輝度の差として表す、いわゆるＢモード処理を行う。この処理により、送信する音線の数に応じた解像度で走査面全体における輝度データが得られる。画像処理部７は、輝度データに対応する２次元画像を生成する。ここで、上記のステップが、本発明の画像生成ステップの一実施態様に相当する。
撮影された画像は、制御部９の指令に基づいて記憶部８に記憶される。
次に、記憶部８に記憶された撮影画像を表示装置４において再生する（ＳＴ１３）。
【００３４】
図３は、本発明に係る超音波プローブ２と高圧スイッチ５と送受信部６の接続を示す説明図である。
【００３５】
一般的に、超音波診断装置の送受信チャンネル数は、３２以上であるが、本実施形態においては簡略化して送受信部６のチャンネル数はＮ＝８として説明する。なお、高圧スイッチ５および超音波プローブ２におけるスイッチおよび振動子の数はＭ＝１６とする。
Ｎ＝０〜７とすると、第Ｎチャンネルは、第Ｎスイッチおよび第（Ｎ＋８）チャンネルに並列に接続されている。また、超音波プローブ２の第０エレメントｅ０〜第１５エレメントｅ１５が、第０スイッチＳＷ０〜第１５スイッチＳＷ１５にそれぞれ接続されている。
【００３６】
上記のステップＳＴ１２において、制御部９は高圧スイッチ５によってチャンネルと接続させるエレメントを選択し、送受信部６の各チャンネルに接続する高圧スイッチ５のいずれか１つをＯＮする。このとき、チャンネルと接続されるエレメントは、エレメントの配列方向に対して非連続的になるように制御部９は高圧スイッチ５をＯＮさせる。
【００３７】
図面を参照して上記のステップを具体的に記述する。
【００３８】
図４は、図３に示す超音波プローブ２の各エレメントｅ０〜ｅ１５における連続パターンの一例を模式的に示す概略図である。
【００３９】
図４に示すように、制御部９からの指令に基づいて超音波プローブ２を介して第１回から第１０回までの送受信が行われる。各送受信における各エレメントとチャンネルとの接続状態が０および１を用いて示されている。ここで、０で示されるエレメントｅは高圧スイッチ５がＯＦＦであって、１で示されるエレメントｅは高圧スイッチ５がＯＮである。各送受信数においてエレメントとチャンネルとが接続されているか否かを示す０と１との配列パターンをエレメントとチャンネルとの接続パターンとも称する。
【００４０】
また、図５は、図４に示す第１回の送受信におけるチャンネルとエレメントとの対応を示す模式図である。なお、高圧スイッチ５は図示を省略されている。
【００４１】
図５に示すように、送受信部６に設置された各チャンネルはそれぞれ２つのエレメントのいずれか一方をＯＮすることができる。第１回の送受信において駆動される、つまり、高圧スイッチ５によりチャンネルと接続されるエレメントｅは破線で囲って示されている。
【００４２】
図６は、エレメント選択ステップの一部を示すフローチャートである。
まず、制御部９は、図４に示すように第１回の送受信において、配列方向に対して非連続的になるように高圧スイッチ５をＯＮするエレメントを選択する（ＳＴ２１）。
たとえば、図４および図５に示すように第３および第５のエレメントｅ３，ｅ５はそれぞれ第３および第５のチャンネルと接続するように選択され、第４のエレメントｅ４は上記の第３および第５のエレメントｅ３，ｅ５と連続して駆動させないために選択されない。なお、第４のチャンネルは図５に示されるように第１２のエレメントｅ１２と接続するように設定される。
【００４３】
また、図４に示すように、チャンネルと接続されたエレメントの一方の端部から他方の端部までの開口領域、つまり、第１回の送受信においては第３のエレメントｅ３から第１４のエレメントｅ１４の中央部に相当する第８および第９のエレメントｅ８，ｅ９近傍において、隣り合うエレメントｅ７〜ｅ１０がそれぞれチャンネルと接続するように制御部９は高圧スイッチ５を選択する。一方、開口領域の端部近傍において、隣り合うエレメントはチャンネルと接続されないように制御部９は高圧スイッチ５を選択する。
【００４４】
上記のように制御部９により接続パターンが設定されると、制御部９は、接続パターンに基づいて高圧スイッチ５をＯＮする（ＳＴ２２）。
その結果、各チャンネルは、超音波プローブ２のそれぞれ異なるエレメントに送受信部６からの超音波信号を出力する。
【００４５】
超音波信号が出力されたエレメントは、被検体に送信し、被検体からの反射波を受信する（ＳＴ２３）。受信された超音波信号は、たとえば、画像処理部７を介して記憶部８に記憶される。
【００４６】
次に、第２回の送受信を行う。
第１回の送受信が終了すると、制御部９はＯＮされた高圧スイッチをＯＦＦし、さらに、走査方向に隣接するエレメントに対応する高圧スイッチをＯＮする（ＳＴ２４）。
【００４７】
たとえば、図４に示すように、制御部９は、第１回の送受信において高圧スイッチ５と接続された第３、第５、第７〜第１０、第１２および第１４のエレメントｅ３，ｅ５，ｅ７〜ｅ１０，ｅ１２，ｅ１４と走査方向に隣接する第２、第４、第６〜第９、第１１および第１３のエレメントｅ２，ｅ４，ｅ６〜ｅ９，ｅ１１，ｅ１３に対応する高圧スイッチ５をＯＮする。
同様なステップを繰り返し、制御部９によって接続パターンを進行方向へ１エレメントずつ移動させながら超音波プローブ２は被検体を走査する。所定の回数の送受信数まで終えると、制御部９は接続パターンを走査方向に移動させず、各エレメントにおいてチャンネルとの接続あるいは非接続を維持した状態において走査が行われる。なお、制御部９は接続パターンを維持せずに、走査方向に移動させてもよい。上記のステップは、予め設定された第ｎ回の送受信が終了するまで行われる。
【００４８】
図７は、超音波信号を放射する方位角度と信号強度との関係を示すグラフである。図７は、超音波プローブにおいて隣り合うエレメントを連続してチャンネルと接続して送受信を行った第１の超音波信号ａと、本実施形態の接続パターンを用いて送受信を行った第２の超音波信号ｂとをそれぞれ示している。
【００４９】
図７に示すように、第１の超音波信号ａは、所定の放射角度αに対し信号強度を示すピーク幅がブロードしているが、本実施形態に係る第２の超音波信号ｂは、エレメントの開口領域を広くしたことによりピークがブロードせず、分解能が向上したことがわかる。
【００５０】
〔変形例〕
次に、本実施形態の変形例について図面を参照して説明する。なお、上記の実施形態と同様の箇所は符号を同じくし、説明を省略する。
【００５１】
図８は、本変形例に係る連続パターンの一例を示す。
図８は、図４と同様に第０〜第１５のエレメントｅ１〜ｅ１５の一部が送受信部６のチャンネルと接続されて、第１回〜第１０回の送受信において第１５のエレメントｅ１５から第０のエレメントｅ０の方向へ連続パターンを移動させて走査を行っている。
なお、図８における第１〜第４回の送受信は図４と同様である。
【００５２】
図８の第５回の送受信において、開口領域の中心は第４のエレメントｅ４と第５のエレメントｅ５との間に位置する。
また、本実施形態に係る超音波診断装置の送受信部６のチャンネル数は８であるので、走査方向に沿ってチャンネル数に相当する振動子が配列された第１の領域は、第８のエレメントｅ８から第１５のエレメントｅ１５までに相当する。
【００５３】
本変形例においては、開口領域の中心と、第１の領域の開口領域の中心側の端部とによって囲まれた領域において、制御部９はすべてのエレメントをチャンネルと接続するように設定する。
【００５４】
たとえば、第５回の送受信において、開口領域の中心は、図８に示すように第４のエレメントと第５のエレメントの間に位置する。このとき、制御部９は、開口領域の中心と第１の領域の端部とに囲まれる領域、つまり、第５のエレメントから第７のエレメントまでの全てのエレメントをそれぞれチャンネルに接続するように選択する。
【００５５】
図９は、第５回の送受信におけるエレメントとチャンネルとの接続状態を模式的に示す概略図である。
【００５６】
図４に示す第５回の送受信において、第７のチャンネルとそれに接続可能な第７のエレメントｅ７および第１５のエレメントｅ１５とはいずれも接続されていなかった。そのため、第５回の送受信においては、送受信を行うエレメントが第４回の送受信と比較して１つ少なくなっていた。
本変形例の図９に示す第５回の送受信において、制御部９は第７のエレメントｅ７に対応する高圧スイッチ５をＯＮにすることにより、送受信を行うエレメントの数を一定に保つことができる。
【００５７】
同様にして、エレメントと高圧スイッチ５との接続パターンを走査方向に移動させながら走査を行う。所定の回数の送受信数まで終えると、接続パターンが走査方向に移動せず、各エレメントにおいてチャンネルとの接続あるいは非接続を維持したまま走査を行う。予め設定された回数の送受信を終えると走査は終了する。
【００５８】
シグナル−ノイズ比（Ｓｉｇｎａｌ−Ｎｏｉｓｅ比、以下、ＳＮ比とも称する）は、エレメントと接続しているチャンネル数が少ないほど低下し、生成される画像に影響を与える。本変形例においては、チャンネルと接続されるエレメントの数を一定に保つように、制御部がエレメントを選択するので、ＳＮ比の低下が低減できる。
【００５９】
なお、上記の実施形態および変形例１においては、超音波プローブ２としてリニアプローブおよびコンベックスプローブのいずれか一方を用いる。
【００６０】
本実施形態によれば、駆動するエレメントが広く分布して開口領域が大きくなる。その結果、超音波信号を送受信する方位角に対する感度が向上し、分解能が改善する。また、駆動するエレメントの分布が開口部の端部近傍よりも中央部近傍において密となるため、浅い部分を走査することもできる。なお、制御部９は高圧スイッチの選択を容易にするために、開口領域の中心に対して左右対称になるように接続パターンを設定している。
【００６１】
また、上記の変形例１によれば、接続パターンが走査方向に移動してもチャンネル数が減少することがないので、シグナル−ノイズ比の低下を防ぐことができる。
【００６２】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について記述する。
本実施形態においては、超音波プローブ２として、エレメントが２次元に配列されたＡＭＡプローブを用いる。なお、上記の実施形態と同様の部分は符号を同じくし、説明を省略する。
【００６３】
図１０は、上記のＡＭＡプローブのエレメントを模式的に示す概略図である。一般的に、ＡＭＡプローブのエレメントは長手方向に１２８個程度配列されているが、説明を簡潔にするために１６個のエレメントを図示している。
ＡＭＡプローブは、エレメントが２次元に配列されているため、２軸方向の画像、つまり、一つの観測点で縦方向と横方向の画像を同時に得ることができる。
【００６４】
上記の第１の実施形態と同様に、チャンネル数がエレメント数よりも少ない超音波診断装置において、制御部９は、各列のエレメントにおける連続パターンを異なるように設定する。
たとえば、図１０に示す第１列〜第３列における各エレメントの連続パターンはそれぞれ異なる。
【００６５】
また、制御部９は、中央の列に相当する第２の列の開口領域を第１および第３列の開口領域よりも広く設定する。
【００６６】
さらに、第１列においてチャンネルと接続され、送受信を行うエレメントの数は６個であるのに対し、中央部に相当する第２列において送受信を行うエレメントの数は８個である。このように、制御部９は、中央部において送受信を行うエレメントの数をその周辺部の送受信を行うエレメントの数よりも多くなるように設定する。
【００６７】
本実施形態によれば、エレメントが２次元に配列されたプローブにおいて、駆動するエレメントを広く分布させて開口領域を大きくする。その結果、超音波信号を送受信する方位角に対する感度が向上し、分解能が改善する。また、駆動するエレメントの分布が開口部の端部近傍よりも中央部近傍において密となるため、浅い部分を走査することもできる。
【００６８】
本発明の撮影装置は、上記の実施形態に限定されない。
たとえば、本発明の超音波診断装置において、リニアプローブに換えてコンベックスプローブを用いてもよい。また、送受信部６のチャンネル数および超音波プローブ２のエレメント数などは一例であって、必要に応じて変えることができる。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る超音波診断装置１を模式的に示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示す超音波診断装置１の動作を説明するフローチャートである。
【図３】図３は、図１に示す超音波診断装置１の一部を模式的に示した概略図である。
【図４】図４は、本発明に係る第１の実施形態の接続パターンの一例を示す概略図である。
【図５】図５は、図１に示す超音波診断装置１における送受信部と振動子との接続を模式的に示す概略図である。
【図６】図６は、図１に示す超音波診断装置１における送受信部と振動子との接続を設定するステップを説明するフローチャートである。
【図７】図７は、図１に示す超音波診断装置１により得られる放射角度と信号強度との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、本発明に係る変形例１の接続パターンの他の例を示す概略図である。
【図９】図９は、図１に示す超音波診断装置１における送受信部と振動子との接続を模式的に示す概略図である。
【図１０】図１０は、本発明に係る第２の実施形態における２次元超音波探触子の接続パターンの一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７０】
１…超音波診断装置
２…超音波プローブ（探触子）
３…本体部
４…表示装置
５…高圧スイッチ（スイッチ）
６…送受信部
７…画像処理部
８…記憶部
９…ＣＰＵ（制御部）
１０…駆動部
１１…操作コンソール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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